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　　ＢｙＷｅｎｊｕａｎＨｕａｎｇＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＩｎｐａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔＦｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＥｃｏｌｏｇｙＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＢｏｔａｎｉｃａｌＧａｒｄｅｎＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＭａｙ２０１３

　　致谢致谢ｌＮｉｌＩＩＩ［ＩＩＩＩｌｌＩｌｌｌｌｌｌｌｌＭｌＵｌＩＩＩＩＩｌｌＩＹ２３６８５２８六年前，怀着对科研的崇敬与热爱走进华南植物园的大门，开始了一段新的人生旅程。时光如梭，悄然而逝。回首走过的六年科研生活，我懵懂过、无知过、努力过，渐渐地成熟。首先，我要感谢我的导师周国逸研究员。刚到华南植物园，周老师的平易近人、顾盼神飞、风趣幽默给我留下了深刻的印象。一路走来，曾记得周老师和我讲过许多人生道理，在科研之路上不断地指引着我前进的方向：曾记得周老师给我讲述生态学的知识，让我感受到了一个大科学家的思想；曾记得周老师对我慈父般的教诲，让我深刻体会到“天才是百分之九十九的勤奋加百分之一的灵感”；曾记得每当我的文章被接收时周老师同我一起激动与开心，让我懂得了老师与学生的心连心。这些年，“师恩如父，恩重如山”已深深地种在了我的心里。我的另一位导师刘菊秀副研究员，是我的良师益友。科研之路，是刘老师牵着我的手陪我一起走过。我的每一次报告，刘老师都认真细心地指导：我的每一篇论文，刘老师都逐字逐句地修改。刘老师的那份睿智、踏实、严谨、认真每时每刻都感染着我。在我迷茫的时候，是刘老师让我再次坚定了信念；在我失落的时候，是刘老师给我力量让我勇敢地走下去；在我收获的时候，是刘老师为我喝彩。我俩师生之情，就像一杯酒，一首老歌。能遇到刘老师这样的好老师是我的荣幸。在六年的学习生活中，我也得到了课题组各位老师的指导和帮助。张德强老师和蔼的笑容和一颗总为学生着想的心，总让我不时地感觉到课题组的温暖。还记得李跃林老师彻夜地在帮我修改我的第一篇英文文章；还记得唐旭利老师在我刚入园时给予我大量的帮助与指导；还记得闫俊华老师在我的多次报告中提出的宝贵意见。谢谢你们！感谢张倩媚老师和龚文璇女士在学习的日常事务中给予的支持与帮助。感谢刘世忠老师和褚国伟老师在野外采样过程中的鼎力相助。感谢华南植物园实验室的余清发老师、李红英女士和赖卓银女士在实验室分析过程中给予的指导与帮助。在ＧｒｉｆｆｉｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的学习中，感谢ＺｈｉｈｏｎｇＸｕ老师在学习与生活对我的指导与照顾，他的平易近人让我身在异乡也能感受到温暖；感谢ＣｈｅｎｇｒｏｎｇＣｈｅｎ

　　南亚热带森林生态系统磷循环及其对全球变化的响应老师对我的实验设计与实验方法的耐心指导，他严谨求实、一丝不苟的精神是我学习的榜样；感谢王应平老师对我英文文章的修改与投稿过程中投入大量的心血，他渊博的知识、敏锐的思维和可爱的笑容给我留下了极其深刻的印象。感谢美国ＵＣＤａｖｉｓ的ＢｅｎｊａｍｉｎＺ．Ｈｏｕｌｔｏｎ老师在学习上的指导与帮助，他开阔的思维让我深受启发。感谢黄钰辉师兄在我刚入园时对我的照顾，让我很快地适应了广州的生活。感谢刘海桂师姐的关照，与你一起逛街吃饭的日子很开心。感谢段洪浪师兄从大学到研究生一路的帮助，让我少走了许多弯路。感谢李银、韩天丰、李义勇和徐伟强无论在实验还是生活中给予大量无私的帮助，你们的可爱与风趣让我的生活增添了不少色彩。感谢杨方方师姐、江浩师兄、刘兴诏师兄、孙芳芳师姐、王国勤师姐、吴建平师兄、刘申师兄、汤新艺师兄、田晓雪师姐、罗艳师姐等对我学习的帮助与生活的关心。感谢陈小梅、侯恩庆、周艺艽、乔玉娜、张娜、肖盏、梁国华、李坤、李荣华、赵亮、陈青青、黄德卫、刘效东、丘清燕、张灏、张亚茹、郑克举、方熊、苗娟、欧阳旭、张静、龙凤玲等，和你们在一起学习、讨论、走路、吃饭、聊天、打球、打牌、唱歌的日子很美好！感谢ＧｒｉｆｆｉｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的朋友刘先、喻乐、芮亦超、段吉闯、徐岩、ＦｒｅｄｅｒｉｑｕｅＲｅｖｅｒｃｈｏｎ、ＫａｄｕｍＭ．Ａｂｄｕｌｌａｈ、滕应教授、马琪女士，与你们在一起一年的日子很快乐！感谢ＵＣＤａｖｉｓ的好友ＡｌｉｓｏｎＭａｒｋｌｅｉｎ、ＳａｒａＥｎｄｅｒｓ、ＥｒｉｎＬｅｎｎｏｎ、ＪｏｙＣｏｏｋｉｎｇｈａｍ、ＭｅａｇａｎＭｎｉｃｈ、ＳｃｏｔｔＭｏｒｆｏｒｄ、ＪｏｈｎＢａｕｍ、ＨａｎｎａＭｏｒｒｉｓ、ＪａｍｅｓＦａｒｌｉｎ，和你们在一起半年的时光让我感到很开心。感谢赖志敏部长、宋丽英老师和庞文峰老师、余艳老师、陈少薇老师、雷广霖老师和吴卓颜老师在过去的学习、实验以及生活中给予的关心与帮助。感谢邓汝芳、朱飞飞和林国俊，从大学四年的同窗到六年的博士生生活，有你们相伴，让我不再孤单。感谢我的舍友周俊芳、黄柳菁和郝香芬，单调的生活中因你们而多了许多阳光与欢笑。在此，也要感谢我的好友古曦的一路相伴！感谢我的爱人黄少君对我无私的包容与无限的支持！特别感谢我的家人和所有的亲人们多年来对我学业和生活的无私奉献和默默支持！

　　摘要南亚热带森林生态系统磷循环及其对全球变化的响应磷（Ｐ）的有效性平衡调控着热带亚热带森林生态系统的结构和功能。全球变化，如大气Ｃ０２浓度升高，大气Ｎ沉降增加和降水格局改变，都将对Ｐ的生物地球化学循环产生重大的影响。本文以鼎湖山自然保护区三个典型南亚热带地带性植被——季风常绿阔叶林（简称季风林）及其演替系列——针阔叶混交林（简称混交林）和马尾松林为研究对象，通过定位观测和长期实验数据，研究不同演替阶段森林生态系统Ｐ的有效性与森林生产力的关系，探讨生态系统Ｐ循环随着森林演替的变化情况。同时，我们通过人工控制实验（包括碳氮交互实验、人工模拟Ｎ沉降和降水改变），研究全球变化对南亚热带森林生态系统Ｐ循环的影响。碳氮交互实验运用大型开顶箱，模拟大气Ｃ０２浓度升高（７００ｇｍ０１．ｍｏｌ一）和Ｎ沉降（１０ｇＮｍ’２ｙｒ‘１）增加的情形。人工模拟Ｎ沉降包括对照（ＯｇＮｍ一２ｙｒ－１）、低Ｎ（５ｇＮｍ。２ｙｒ－１）、中Ｎ（１０ｇＮｍ。２ｙｒ。１）和高Ｎ（１５ｇＮｍ一２ｙｒ一１）处理。降水改变包括移除降雨、自然降雨（对照）和加倍降雨处理。通过在鼎湖山自然保护区内定位研究和长期观测得出：自１９８９年以来，该地区大气Ｎ沉降达到了４．６ｇＮｍ‘２ｙｒｌ。从１９７８年至２００８年，季风林的现存生物量和地上部分净初级生产力都表现出逐渐下降的趋势。马尾松林、混交林和季风林植被水平的叶片氮磷比（Ｎ：Ｐ）分别为２２．５、２４．７和２５．８，即随着森林正向演替逐渐增大。季风林受高Ｎ沉降的影响和系统对Ｎ资源的自我积累，土壤中Ｎ有效性比马尾松林和混交林高，因此，需要更多的Ｐ来满足植物生长的需要。但在季风林中，更多的Ｐ被固存于土壤有机质中，导致土壤有效Ｐ的储量比马尾松林和混交林的低。该结果表明，Ｎ的过量和Ｐ的缺乏可能是季风林衰退的原 因。 进一步分析三个森林内主要树种树冠下的土壤磷酸酶活性、有效Ｐ含量和植 物体Ｎ：Ｐ，可得出：在整个群落水平上，马尾松林、混交林和季风林的土壤磷酸 酶活性（Ｏ－２０ ｃｍ）分别为７．２ ｇｍｏｌ ｐ—ＮＰ ｇ—ｈ～、１３．０ ｇｍｏｌｐ．ＮＰ ｇ—ｈ。和１６．１ ｇｍｏｌ Ｐ—ＮＰ ｇ。１ ｈ～；演替早期森林的主要树种树冠下的土壤磷酸酶活性或每单位土壤有

　　南亚热带森林生态系统磷循环及其对全球变化的响应 机Ｃ的磷酸酶活性都较演替后期森林低。结果表明，随着森林正向演替，森林 生态系统受Ｐ限制的程度逐渐加大；在季风林，与其它树种相比，占生物量大多 数的主要树种更受Ｐ的限制。 通过人工控制实验，研究全球变化对南亚热带森林生态系统Ｐ循环的影响结 果表明：Ｃ０２浓度升高，使土壤湿度加大，有利于土壤有机质的矿化，提高土壤 无机Ｐ含量，促进植物对Ｐ的吸收，导致某些树种植物体Ｎ：Ｐ的下降。在Ｃ０２ 浓度升高的背景下，相比于非豆科植物，Ｎ添加（１０ ｇＮｍ。２ ｙｒｌ）更有利于降低 了豆科植物的Ｎ：Ｐ。植物体Ｎ：Ｐ的变化主要与其Ｐ含量的变化有关。因此，在未 来Ｃ０２浓度升高和大气Ｎ沉降增加的背景下，南亚热带森林植物可以通过加大 对Ｐ循环的影响来缓解植物受Ｐ限制的问题。但Ｎ添加对南亚热带森林生态系 统Ｐ循环的影响会因系统不同的Ｎ水平而异。在Ｎ水平较低的马尾松林和混交 林，适量的Ｎ添加可以通过提高土壤磷酸酶活性来提高植物对Ｐ的吸收，但对 于Ｎ饱和的季风林而言，过量的Ｎ添加降低土壤磷酸酶活性，导致植物叶片Ｎ：Ｐ 的增加，进而加剧系统受Ｐ的限制。最后，土壤水分有效性也与土壤磷酸酶活性 有密切的关系。在旱季，三个森林土壤磷酸酶活性随降雨量的增加表现出逐渐增 大的趋势；在雨季，与对照相比，移除降雨处理分别导致马尾松林、混交林和季 风林的土壤磷酸酶活性显著地下降了２５％，３１ Ｏ／ｏ并ｎ ３２％，而加倍降雨处理仅显著 地降低了季风林的土壤磷酸酶活性。因此，在南亚热带森林生态系统，全年的干 旱会降低土壤有机Ｐ的矿化潜力，而在雨季，降雨量的增加将不利于季风林土壤 有机Ｐ的矿化。 本文研究结果表明，在南亚热带地区，由于长期受高Ｎ沉降的影响和随森 林正向演替对Ｎ资源的自我积累，生态系统受Ｐ限制的压力在成熟森林中最大。 Ｃ０２浓度升高可以通过加大对Ｐ循环的影响来缓解南亚热带森林植物生长受Ｐ限 制。Ｎ沉降增加和降水改变对南亚热带森林生态系统Ｐ循环的影响会因不同演替 阶段森林而异。 关键词：南亚热带森林；磷限制；磷酸酶活性；氮磷比；全球变化

　　Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｙｃｌｅ ｉｎ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｇｌｏｂａｌ ｃｈａｎｇｅ Ｂｙ Ｗｅｎｊ ｕａｎ Ｈｕａｎｇ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｂｙ Ｇｕｏｙｉ Ｚｈｏｕ ａｎｄ Ｊｕｘｉｕ Ｌｉｕ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（Ｐ）ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｒｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ．Ｇｌｏｂａｌ ｃｈａｎｇｅ，ｓｕｃｈ ａｓ ｅｌｅｖａｔｅｄ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ（ＣＯｚ）ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄ Ｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ，ｈａｓ ｇｒｅａｔｌｙ ａｌｔｅｒｅｄ Ｐｃｙｃｌｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙｗｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ ａｔ Ｄｉｎｇｈｕｓｈａｎ Ｂｉｏｓｐｈｅｒｅ Ｒｅｓｅｒｖｅ（ＤＢＲ）ｉｎ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｆｏｒｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｐｉｎｅ ｆｏｒｅｓｔ（ＰＦ），ｍｉｘｅｄ ｐｉｎｅ ａｎｄ ｂｒｏａｄｌｅａｆ ｆｏｒｅｓｔ（ＭＦ）ａｎｄ ｍｏｎｓｏｏｎ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｂｒｏａｄｌｅａｆ ｆｏｒｅｓｔ（ＭＥＢＦ），ｗｈｉｃｈ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｔｈｅ ｅａｒｌｙｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｌａｔｅ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎａｌ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｄａｔａ ｗｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｌｏｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｅｓｔｓ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｐａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆｏｒｅｓｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ ｗａｓ ｔｈａｔ Ｐｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｗｏｕｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｆｏｒｅｓｔ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｒｅｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ（ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｃ０２ ａｎｄ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ）ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｇｌｏｂａｌ ｃｈａｎｇｅ ｏｎ Ｐｃｙｃｌｅ ｉｎ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ．Ｗｅ ｕｓｅｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｏｐｅｎ．ｔｏｐ ｃｈａｍｂｅｒｓ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｃ０２（ｃａ．７００ ｐｍｏｌ ｍｏｌ一１）ａｌｏｎｅ ａｎｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ（１ ０ｇＮｍ‘２ ｙｒ’’）ｏｎ Ｐｃｙｃｌｅｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｆｏｕｒ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ（０ ｇＮｍ‘２ ｙｒ一１），ｌｏｗ．Ｎ（５ ｇＮｍ一２ ｙｒ一１），ｍｅｄｉｕｍ．Ｎ（１０ ｇＮｍ一２ ｙｒ－１）ａｎｄ ｈｉｇｈ．Ｎ（１５ ｇＮｍ叱ｙｒ叫）．Ｔｈｒｅｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（ｎｏ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｎａｔｕｒａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｏｕｂｌｅｄ ，，一一，一一ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ｔｏｔａｌ Ｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｔ Ｄｉｎｇｈｕｓｈａｎ Ｂｉｏｓｐｈｅｒｅ Ｒｅｓｅｒｖｅ ｗａｓ ａｂｏｕｔ ４．６ ｇＮｍ‘２ ｙｒ４ １ａｆｔｅｒ １９８９．Ｔｈｅ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＭＥＢＦ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｃｌｉｎｉｎｇ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｌａｓｔ ３０ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｅ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ Ｎａｎｄ Ｐ（Ｎ：Ｐ）ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｖｉｎｇ ｌｅａｖｅｓ ｗｅｒｅ ２２。５ ｆｏｒ ＰＦ’ ２４．７ ｆｏｒ ＭＦ ａｎｄ ２５．８ ｆｏｒ ＭＥＢＦｓｈｏｗｉｎｇ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ

　　南亚热带森林生态系统磷循环及其对全球变化的响应 ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ．Ｏｕｒ ｆｉｎｄｉｎｇ ｓｕｇｇｅｓｔｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ Ｎｓｔｏｃｋ ｉｎ ｓｏｉｌ ｐｏｏｌｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｌｆ－ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ＭＥＢＦ ｔｈａｎ ｉｎ ＰＦ ａｎｄ ＭＦ ｗｏｕｌｄ ｒｅｑｕｉｒｅ ｍｏｒｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｈａｔ ｗｏｕｌｄ ｌｉｍｉｔ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ．Ｈｏｗｅｖｅｒ ａｓ ｍｏｒｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｕｓ，ｍｏｒｅ Ｐｗａｓ ｂｏｕｎｄ ｉｎ ＭＥＢＦ，ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｍｕｃｈ ｌｅｓｓ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐｉｎ ｓｏｉｌｓ．Ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ Ｎ：Ｐ ｉｎ ｌｉｖｉｎｇ ｌｅａｖｅｓ ａｎｄ Ｐｓｈｏｒｔａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｏｌｄ－ｇｒｏｗｔｈ ｆｏｒｅｓｔ，ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｃｌｉｎｅ． Ｗｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｕｎｄｅｒｎｅａｔｈ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ＰＦ ＭＦ ａｎｄ ＭＥＢＦａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐａｎｄ Ｎａｎｄ Ｐｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ ｂｕｌｋ ｓｏｉｌｓ ａｔ ｔｈｅ ｔｏｐ ２０ ｃｍ ｍｉｎｅｒａｌ ｓｏｉｌｓ ｗｅｒｅ ７．２ ｇｍｏｌ ｐ－ＮＰ ｇ一１ ｈ～ｆｏｒ ＰＦ１ ３．０ Ｉ－ｔｍｏｌ ｐ－ＮＰ ９１ ｈ一１ ｆｏｒ ＭＦ ａｎｄ １６．１ ｇｍｏｌ ｐ－ＮＰ ｇ～ｈ－Ｉｆｏｒ ＭＥＢＦ．Ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｒ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｐｅｒ ｕｎｉｔ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｅｒｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎａｌ ｆｏｒｅｓｔ．Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｍｐｌｙ ｔｈａｔ Ｐｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｆｏｒｅｓｔ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ＭＥＢＦ ａｒｅ ｌｉｋｅｌｙ ｍｏｒｅ Ｐ－ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｈａｎ ｏｔｈｅｒ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：（１）ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｃ０２ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｏｉｌ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｐｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ，ａｎｄ ｔｈｕｓ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄ Ｐｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ Ｎ：Ｐ ｒａｔｉｏｓ ｉｎ ｓｏｍｅ ｐｌａｎｔ ｔｉｓｓｕｅｓ ｏｆ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ．Ｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｆａｖｏｒｅｄ ｔｈｅ Ｎ２ ｆｉｘｅｒ ｒａｔｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｎｏｎ．Ｎ２ ｆｉｘｅｒｓ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ Ｎ：Ｐ ｒａｔｉｏｓ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｃ０２．Ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｎ：Ｐ ｒａｔｉｏｓ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｃ０２ ａｎｄ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｉｎ Ｐｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ．Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｍｐｌｙ ｔｈａｔ ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｃ０２ ａｎｄ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｔｏ ｍｉｔｉｇａｔｅ Ｐｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｂｙ ｍｏｒｅ ｓｔｒｏｎｇｌｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｏｎ Ｐｄｙｎａｍｉｃｓ ｔｈａｎ Ｎｉｎ ｔｈｅ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ．（２） Ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｎ Ｐｄｙｎａｍｉｃｓ ｗｅｒｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｏｎ Ｎａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ（１０ｗ—Ｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ）ｃｏｕｌｄ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ Ｐｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｔｏ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ ＰＦ ａｎｄ ＭＦ ｗｈｉｌｅ ｍｏｒｅ Ｎａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ＭＥＢＦ ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ Ｎ：Ｐ ｉｎ ｌｉｖｉｎｇ ｌｅａｖｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｇｇｒａｖａｔｅ Ｐｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ．（３）Ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ａｌｓｏ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ ｔｈｅ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ，ｓｏｉｌ

　　Ａｂｓｔｒａｃｔ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｆｏｒｅｓｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ａｒｉｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ。Ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｔ ｓｅａｓｏｎ，ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｎｏ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２５％ｆｏｒ ＰＦ３ １％ｆｏｒ ＭＦ ａｎｄ ３２％ｆｏｒ ＭＥＢＦ ｗｈｅｎ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｔｒ０１．Ｄｏｕｂｌｅｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｂｙ １５％ｔｈａｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ＭＥＢＦ ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｔ ｓｅａｓｏｎ．Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｕｇｇｅｓｔ ｔｈａｔ ａｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｏｒｇａｎｉ ｃＰｔｕｒｎｏｖｅｒ ｗｏｕｌｄ ｏｃｃｕｒ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｆｏｒｅｓｔｓ ｉｆ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ ａｗｈｏｌｅ ｙｅａｒｗｈｉｌｅ ｍｏｒｅ ｒａｉｎｆａｌｌ ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｔ ｓｅａｓｏｎ ｗｏｕｌｄ ａｌｓｏ ｂｅ ａｄｖｅｒｓｅ ｔｏ ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｔｕｒｎｏｖｅｒ ｉｎ ＭＥＢＦ Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ Ｐｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｆｏｒｅｓｔ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｎｓｅｌｆ－ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃｓ．Ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｃ０２ ｃｏｕｌｄ ｆａｖｏｒ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｐｄｙｎａｍｉｃｓ ｉｎ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ． Ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ Ｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｎ Ｐｄｙｎａｍｉｃ ａｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ，Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ，Ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙＮ：Ｐ’ Ｇｌｏｂａｌ ｃｈａｎｇｅ

　　目录 目录 ｊｌＩ：谢………………………………………………………………………………………………………………………………．０ 摘要………………………………………………………………………………………………………………………………。ｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ………………………………………………………………………………………………………………………．．Ｉ 弓Ｉ言………………………………………………………………………………………………………………………………．１ 第一章、绪论…………………………………………………………………………………３ 第一节、生态系统磷循环的基本过程……………………………………………………………３ 一、土壤磷的有效性………………………………………………………………………………４ 二、植物对磷的吸收………………………………………………………………………………５ 三、微生物对磷的影响……………………………………………………………………………６ 第二节、森林生态系统的磷限制…………………………………………………………………７ 一、森林生态系统磷限制的地域分布特征………………………………………………………７ 二、磷限制的指标…………………………………………………………………………………９ ｌ、氮磷比…………………………………………………………………………………………。９ ２、磷酸酶活性……………………………………………………………………………………１０ 第三节、森林演替对森林生态系统磷的影响…………………………………………………．１２ 一、植被初生演替………………………………………………………………………………．１２ 二、植被次生演替………………………………………………………………………………．１３ 第四节、全球变化对森林生态系统磷的影响…………………………………………………．１５ 一、二氧化碳浓度升高对森林生态系统磷的影响……………………………………………．１５ 二、氮沉降对森林生态系统磷的影响…………………………………………………………．１７ 三、降水改变对森林生态系统磷的影响………………………………………………………．１９ 第五节、结语……………………………………………………………………………………２ｌ 第二章、研究地概况和研究方法……………………………………………。２４ 第一节、自然林实验……………………………………………………………………………２４ 一、鼎湖山自然保护区研究地概况……………………………………………………………．２４ 二、永久样地建立………………………………………………………………………………．２６ 三、长期监测实验………………………………………………………………………………．２６ １、大气氮沉降……………………………………………………………………………………２６ ２、生物量调查……………………………………………………………………………………２６ ３、地上部分净初级生产力的估算………………………………………………………………２７ ４、样品采集………………………………………………………………………………………２７ ４．１叶片采集……………………………………………………………………………………一２７ ４．２凋落物采集…………………………………………………………………………………一２７ ４．３土壤样品采集………………………………………………………………………………．．２８ 四、不同树种对磷有效性的影响实验…………………………………………………………．２８